Akustinen äänenlaatuindeksi kuormittumisen ja palautumisen mittarina näkymä

(1)

AKUSTINEN ÄÄNENLAATUINDEKSI KUORMITTUMISEN JA PALAUTUMISEN MITTARINA. Semiokluusioharjoitukset ja lepo palautumisen menetelminä

Jaana Tyrmi, Puheen- ja äänentutkimuksen laboratorio, Yhteiskuntatieteiden tiedekunta, Tampereen yliopisto Tero Ikävalko, Puheen- ja äänentutkimuksen laboratorio, Yhteiskuntatieteiden tiedekunta, Tampereen yliopisto

Tutkimuksessa tarkasteltiin, miten AVQI (akustinen äänenlaatuindeksi) reagoi äänen kuormittumiseen ja kuormittumisesta palautumiseen. Lisäksi selvitettiin, eroavatko palautumisen myötä äänentuottoon tulleet muutokset kahden aktiivisen palautumisharjoitteen (vesivastusterapia ja nasaaliharjoitus) ja passiivisen levon välillä. Kolmekymmentä tutkimushenkilöä suoritti äänen kuormitustehtävän (15 min.), jonka jälkeen heidät jaettiin palautumisessa käytettyjen menetelmien mukaan kolmeen ryhmään. Palautumisharjoitteen jälkeen (10 min.) kaikki ryhmät kävivät läpi passiivisen lepovaiheen (10 min.). Ennen jokaista tutkimusvaihetta ja niiden jälkeen koehenkilöiltä tallennettiin luenta- ja vokaali näytteet, joista analysoitiin AVQI, sen osaparametrit (CPPS, HNR, shimmer, slope ja tilt) sekä äänenpainetaso (SPL). Äänen kuormitus lisäsi merkitsevästi shimmeriä ja nosti SPL:ää. Tilt- muutos korreloi negatiivisesti kuormitustuntemusten kanssa. Kuormitusta seuranneiden palautumisvaiheiden aikana shimmer pieneni ja tilt sekä HNR kasvoivat koko tutkimusryhmällä. SPL-muutoksella oli yhteys käytettyyn palautumismenetelmään: SPL-arvot kasvoivat vesivastusryhmällä ja pienenivät nasaali- ja leporyhmällä. Vesivastusryhmällä havaittu SPL:n kasvu saattaa johtua subglottaalisen ilmanpaineen kasvusta tai äännön kynnyspaineen alenemisesta. Vesivastusterapiassa veden kuplimisen aiheuttama hierova vaikutus saattaa lisätä verenkiertoa kuormittuneessa äänihuulikudoksessa ja nopeuttaa palautumista.

Avainsanat: aktiivinen palautuminen, AVQI, passiivinen palautuminen, äänen kuormittuminen

Kirjoittajien yhteystiedot:

Jaana Tyrmi Tero Ikävalko

jaana.tyrmi@tuni.fi tero.ikavalko@tuni.fi

(2)

1 JOHDANTO

Akustinen äänenlaatuindeksi (AVQI) on monimuuttuja-algoritmi, joka antaa objek- tiivisen, numeerisen tiedon äänenlaadusta äänityshetkellä (Priss, Hosemann, Barsties v.

Latoszek & Lehnert, 2018). AVQI koostuu äänen selkeyttä (tasoitetun kepstrin huipun erottuvuus, smoothed cepstral peak prominence, CPPS), hälyn määrää (signaali-kohina- suhde, engl. harmonics-to-noise ratio, HNR), karheutta (periodiamplitudin epätasaisuus, shimmer % ja dB) ja tiiviyttä kuvaavista parametreista (spektrin yleinen jyrkkyys, slope ja kallistuminen, tilt) (Kankare ym., 2020).

AVQI:n on todettu erottelevan terveen ja dys- fonisen äänen toisistaan ja soveltuvan hyvin myös dysfonian vaikeusasteen analysointiin (ks. mm. Kankare ym., 2019; Núñez-Batalla, Díaz-Fresno, Álvarez-Fernández, Muñoz Cordero & Llorente Pendás, 2017). Joiden- kin tulosten mukaan näyttää siltä, että AVQI yksinään ei kykenisi erottelemaan normaalia ja jonkin verran häiriöistä ääntä toisistaan, mutta yhdessä jonkin muun mittarin (kuten kuunteluarvion tai subjektiivisen arvion) kanssa, siitä olisi hyötyä myös ääniseulonnassa (Batthyany ym., 2019; Faham ym., 2019).

Aiemmissa tutkimuksissa on todettu, että puhujan äänen kuormittaminen nostaa pe- rustaajuutta (F0) ja äänenpainetasoa (SPL) (mm. Laukkanen & Kankare, 2006; Rantala, Vilkman & Bloigu, 2002). Jitterin ja shimmerin (perustaajuuden ja periodiamplitudin epäsäännöllinen vaihtelu) reagointi kuormitukseen riippuu taas yksilön strategiasta mu- kautua kuormitukseen (mm. Laukkanen, Ilo- mäki, Leppänen & Vilkman, 2008; Laukka- nen & Kankare, 2006). Joissain kuormitustut- kimuksissa on todettu, että kuormitustehtävä saattaa toimia ääntä lämmittävänä harjoituk- sena, kunnes se jossain vaiheessa kuormitus- tehtävän jatkuessa muuttuu ääntä rasittavaksi toiminnaksi (Vintturi, 2001). Käännekohta määräytyy yksilöllisistä tekijöistä.

Äänen lämmittelyä (engl. warm up) pide- tään laajalti suositeltavana toimenpiteenä ennen vaativaa äänellistä suoritusta (Titze, 2001). Sen avulla pyritään helpottamaan ää- nentuottoa (Elliot, Sundberg & Gramming, 1995; Laukkanen ym., 2004; Titze, 2001;

Van Lierde ym., 2011; Vintturi ym., 2001) ja parantamaan äänen akustisia ja aerodynaa- misia ominaisuuksia (Amir, Amir & Micha- eli, 2005; Laukkanen, Horaček & Havlík, 2012; Van Lierde ym., 2011; Motel, Fisher &

Leydon, 2003; Vintturi ym., 2001). Lämmit- telystä saadut hyödyt näyttäisivät olevan suurelta osin yksilöllisiä (Dargin & Searl, 2015;

Milbrath & Solomon, 2003).

Lämmittelyn lisäksi puhutaan palauttavista harjoituksista (engl. cool down), joilla pyritään nopeuttamaan kehon palautumista. Palaut- tavien harjoitusten toivotaan myös vähentä- vän loukkaantumisriskiä, kun niitä käytetään säännöllisesti (Hoore & Peaken, 2018). Pa- lautumista äänellisesti vaativista suorituksista ja palauttavien ääniharjoitusten vaikutuksia on tutkittu suhteellisen vähän (Ragan, 2016;

Rima, DeFatta & Sataloff, 2012). Saadut tulokset ovat samansuuntaisia kuin, mitä on saatu huippu-urheilijoita koskevista liikunta- ja urheilulääketieteellisistä palautumis- tutkimuksista (ks. katsausartikkeli Hooren

& Peake, 2018). Tutkittavat ovat kokeneet hyötyvänsä aktiivisista palautumisharjoituk- sista, vaikka fysiologisia hyötyjä ei ole pystytty havaitsemaan (Ragan, 2016; Rima, DeFatta

& Sataloff, 2012).

Ääntöväylän osittaisella sulkemisella tai kaventamisella eli semiokluusioilla (SOVTE, engl. semi-occluded vocal tract exercises) tehtä- viä ääniharjoitteita on käytetty jo kauan niin terveäänisten äänenkäyttäjien harjoittamisessa kuin äänihäiriöiden hoidossakin (Guzmán, Castro, Testart, Munoz & Gerhard, 2013;

Paes, Zambon, Yamasaki, Simberg & Behlau, 2013; Simberg, Sala, Tuomainen, Sellman &

Rinnemaa, 2006). Esimerkkejä semiokluu-

(3)

sio- eli puolisulkuharjoitteista ovat soinnilli- set frikatiivit (kuten [v] ja [β]), nasaalit ([m], [n] ja [η]) tai ääntäminen erilaisiin putkiin.

Semiokluusioharjoitteiden aikana ilmavirta- us ääntöväylässä hidastuu, minkä seurauk- sena ääniraon sisäinen ilmanpaine kasvaa.

Tämän on havaittu pienentävän äänihuulten välistä törmäyspainetta ja vähentävän mahdollisesti kudosvaurion riskiä (Titze 2006).

Voimistuneet värähtelytuntemukset kasvois- sa ja ääntöväylässä auttavat äänentuottajaa semiokluusioharjoitteen aikana sovittamaan äänihuulten adduktiota, ääniraon muotoa ja kurkunpään ääntöväylän (putkimainen tila äänihuulista kurkunkanteen) laajuutta siten, että puhuja saa tuotettua voimakkaampaa ja kirkkaampaa ääntä (Laukkanen, Titze, Hoffman & Finnegan, 2008; Laukkanen, Horaček, Krupa & Švec, 2012; Titze, Riede

& Popolo, 2008).

Semiokluusioiden yleisistä vaikutusme- kanismeista on jo paljon tietoa (ks mm.

Andrade ym., 2014; Dargain & Seal, 2015;

Guzmán ym., 2016; Kapsner-Smith, Hunter, Kirkham, Cox & Titze, 2015; Laukkanen, 1995; Laukkanen 2015; Maxfield, Titze, Hunter & Kaspner-Smith, 2015; Titze, 2006). Eri semiokluusioiden vaikutustehojen eroja ja jopa mahdollisia vasta-aiheita, jotka estäisivät harjoituksen tekemisen, sen sijaan on tutkittu vähemmän. Saatujen teoreettis- ten laskelmien (Titze 2006) ja alustavien kokeellisten tulosten perusteella (Guzmán ym., 2013; Tyrmi, Horácek, Krupa, Havlík

& Laukkanen, 2015) vaikuttaa siltä, että tähän mennessä tutkituista semiokluusiois- ta eniten virtausvastusta lisäävät harjoituk- set olisivat myös tehokkaimpia. Näin ollen kapeaan pilliin ääntäminen saattaisi toimia harjoitteena tehokkaammin kuin väljempään putkeen ääntäminen, ja toisaalta frikatiivi tehokkaammin kuin nasaali. Oletus kuitenkin kaipaa lisävahvistusta. Tähän tutkimukseen valittiin palautumisharjoitteiksi virtausvas-

tukseltaan oletettavasti tehokkaampi vesivastusterapia ja pienemmän virtausvastuksen antava nasaaliharjoitus. Semiokluusiohar- joitteiden käytöstä ja vaikutuksesta äänen lämmittelyssä on runsaasti tietoa. Jotkut äänenkäytön kouluttajat ja laulunopettajat käyttävät semiokluusioita myöskin palaut- tavina harjoitteina, vaikka niiden toimivuudesta tähän tarkoitukseen on olemassa vasta niukasti tutkimusnäyttöä (ks. Ragan, 2016;

Rima, DeFatta & Sataloff, 2012).

Akustisen äänenlaadunindeksin käyttö on aluillaan suomalaisessa äänitutkimuksessa ja siksi tarvitaan lisää tietoa sen kyvystä havaita pieniä muutoksia äänessä, kuten esimerkiksi lievästä äänen väsymisestä syntyviä muutoksia terveäänisillä puhujilla. On lisäksi tärkeää saada lisää tietoa paitsi kuormituksen vaikutuksista ääneen myös erilaisten palauttavien ääniharjoitusten vaikutuksista. Siksi tässä tutkimuksessa arvioitiin AVQI-analyysin kykyä mitata 1) äänen kuormituksesta syn- tyviä akustisia muutoksia ja 2) kuormituksesta palautumisen myötä ääneen syntyviä muutoksia sekä selvitettiin, 3) eroavatko pa- lautumismenetelmien vaikutukset toisistaan.

Palautumismenetelminä käytettiin kahta se- miokkluusioharjoitetta (vesivastusterapia ja nasaaliharjoitus) sekä passiivista lepoa. Lop- pulevon tavoitteena oli tuoda esiin aktiivisen ja passiivisen palautumisharjoitteen erot. Li- säksi muuttujina käytettiin äänenpainotasoa sekä kuormituksen aiheuttamia tuntemuksia äänen väsymisestä. Subjektiivisia äänitun- temuksia verrattiin akustisesti mitattuihin muuttujiin.

(4)

2 MATERIAALI JA MENETELMÄ

2.1 Tutkimushenkilöt ja tehtävät

Tutkimukseen osallistui 30 vapaaehtoista ensimmäisen vuoden logopedian opiskelijaa, joista 27 (iän keskiarvo 24,3 vuotta) oli naisia ja kolme miehiä (iän keskiarvo oli 26,7 vuotta). Tutkittavilla ei ollut todettuja äänihäiri- öitä. Kaikki tutkittavat suorittivat kolme tut- kimustehtävää (ks. kaavio 1). Ensimmäinen tehtävä oli äänen kuormitustehtävä (tehtävä I), jonka aikana tutkittavat lukivat satunnaista tekstiä 15 minuutin ajan. Jotta ääneen koh- distuisi riittävästi kuormitusta, tutkittavia pyydettiin voimistamaan ääntä 15 dB heidän tavanomaisesta puhevoimakkuudestaan, joka oli mitattu kalibraationa käytetystä luennas- ta. Äänen voimakkuutta tarkkailtiin luennan ajan, ja tutkittavia kehotettiin lisäämään voimakkuutta, jos se pieneni. Kuormituskokeen jälkeen tutkittavat vastasivat kysymykseen äänen väsymistuntemuksista (ks. kappale 2.2).

Kuormitustehtävän jälkeen tutkittavat suorittivat palautumisvaiheen (tehtävä II). Teh- tävää II varten heidät jaettiin satunnaisesti kolmeen 10 hengen ryhmään, joista kaksi ryhmää suoritti 10 minuutin ajan aktiivista palautumisharjoitetta. Kolmas ryhmä istui vastaavan ajan hiljaa paikoillaan. Toinen aktiivisen palautumisen ryhmistä ohjeistettiin tekemään palauttavana harjoitteena [m:]- nasaaliharjoitusta ja toinen vesivastusharjoi- tusta (ns. pulputusta). Nasaaliharjoituksessa tutkittavia ohjattiin pitämään kieli suun pohjalla ja tuottamaan harjoitetta pehmeästi ja lempeästi samalla tuntien resonanssiväräh- telyä kasvoilla. Vesivastusharjoitteessa tutkittavat äänsivät lasiseen resonanssiputkeen (pituus 27 cm, halkaisija 0,9 cm) sen toisen pään ollessa upotettuna 2 cm syvyyteen veteen. Tutkittavia ohjeistettiin ääntämään [o:]- tai [u:]-vokaalia, jotka auttavat huuliota asettumaan luontaisesti putken ympärille, ja ääntämään pehmeästi, mutta kuitenkin niin,

että vesi kuplii. Sekä nasaaliharjoitetta että vesivastusharjoitetta tekevää ryhmää neuvot- tiin pitämään aina muutaman äännön jälkeen pieni tauko. Tutkittavien kanssa harjoiteltiin tehtäviä muutaman kerran ohjeistuksen jäl- keen. Tehtävän II jälkeen kaikki tutkittavat kävivät läpi vielä loppulevon (tehtävä III), jonka aikana he istuivat 10 minuuttia hiljaa.

Kaikkia tehtävien tekoa valvottiin, niiden suorituksen ajan.

2.2 Aineiston keruu ja analysointi

Ennen tutkimustehtävää I tehtiin alkuää- nitys (äänitys I), tehtävien I, II ja III välissä väliäänitykset (äänitys II ja III) ja tehtävän III jälkeen loppuäänitys (äänitys IV) (ks.

kaavio 1.). Äänityksiä varten tutkittavat lukivat seisaaltaan 77 sanan mittaisen vaki- oidun tekstin (’Pohjantuuli ja aurinko’) sekä äänsivät kolme noin 5 sekunnin pituista [a:]- vokaalia äänentutkimuskäyttöön suunnitel- lussa akustoidussa tilassa. Tutkittavia pyydettiin lukemaan teksti heidän tavanomaisella keskusteluäänen voimakkuudellaan ja pu- hekorkeudellaan. Ääninäytteet äänitettiin pääpantamikrofonilla (AKG C544L) 4 cm etäisyydellä henkilön huulikulmasta. Tallen- nuksessa käytettiin Focusrite iTrack Solo -ää- nikorttia (näytteenottotaajuus 44,1 kHz ja 16 bitin amplitudin erottelutarkkuus) sekä PC- tietokoneelle asennettua Praat-ohjelmaa (ver- sio 6.0.39). Äänenpainetaso mitattiin Bruel

& Kjaer 2238 Mediator-tasomittarilla, johon oli kytketty saman valmistajan 4188-tyypin mikrofoni. Välittömästi tehtävän I jälkeen tutkittavat vastasivat myös kysymykseen

”Kuinka paljon koit äänesi väsyvän kuormituksen aikana?” merkitsemällä visuaalis-ana- logisen asteikon (vas) janalle äänen väsymisen tunteen määrän asteikolla 0–10 (0 = ei lainkaan ja 10 = erittäin paljon).

(5)

Kaavio 1. Tutkimusprotokolla äänityksistä ja tutkimustehtävistä (N = 30).

Äänitteet analysoitiin AVQI–ohjelman versi- olla 02.02. (Maryn & Weenink, 2015), joka on validoitu suomen kielelle (Kankare ym., 2019). Analyysiin käytettiin Praat-ohjelmaa (5.3.55). Analyysiin otettiin luentatekstin 23 ensimmäistä tavua ja 3 sekuntia keskimmäisen pidennetyn vokaalinäytteen keskeltä. AVQ- indeksi tuottaa arvon välillä 0–10. Häiriöisen äänen raja-arvo suomenkielisillä puhujilla on 2.87 (Kankare ym., 2019). SPL analysoitiin luentanäytteestä.

Kuormituksen vaikutuksia AVQI:n para- metreihin tarkasteltiin parittaisella Studen- tin t-testillä, sillä ne noudattivat normaali- jakaumaa (Kolmogorov-Smirnovin testissä

p > 0,05). Palautumisryhmien välisiä eroja alkutilanteessa ja kuormituksen jälkeen tarkasteltiin yksisuuntaisella varianssianalyysillä (Bonferroni-korjausta käyttäen). Analyysin avulla varmistettiin, etteivät ryhmät eronneet toisistaan kuormituksen jälkeen minkään tutkitun parametrin suhteen. Kuormituksen jälkeisiä AVQI:n arvoja verrattiin sekä palautumisen että loppulevon jälkeisiin arvoihin käyttämällä toistomittausten varianssianalyy- siä (Täydellinen tekijäasetelma, Bonferroni- korjaus). Toistomittausten varianssianalyysil- lä arvioitiin myös, oliko palautumisryhmän ja äänitysajankohdan välillä yhdysvaikutusta eli vaikuttiko palautumisryhmä siihen, miten AVQI ja sen osaparametrit sekä SPL muuttuivat palautumisen ja loppulevon myötä.

Subjektiivisen äänen kuormittuneisuuden määrän suhdetta akustisesti mitattuihin kuormitusmuutoksiin tarkasteltiin korrelaa- tioanalyysillä (Spearmanin rho).

3 TULOKSET

Yhdellä vesivastusryhmän tutkittavalla havaittiin puutteelliset signaalitiedot lepovaiheen jälkeisissä äänityksissä ja yhdellä leporyhmän tutkittavalla kuormituksen jälkeisissä ääni- tyksissä. Näitä tutkimusvaiheita vertailtaessa kyseisten tutkittavien näytteet jätettiin pois analyysista. Tulosten yhteydessä on mainittu kulloinkin vertailussa olevien ryhmien koot.

3.1 Kuormituksen vaikutukset

Koko aineiston tasolla 29 tutkittavan ryh- mässä shimmer ja SPL olivat suurempia vä- littömästi kuormituksen jälkeen (ks. liite 1). Shimmer %:ssa havaittu keskimääräinen muutos oli 0,67 (t(28) = -3,114, p = 0,004), shimmer dB:ssä 0,05 (t(28) = -2,447, p = 0,021) ja SPL:ssä 0,68 (t(28) = -3,504, p

= 0,002). Kolme palautumisryhmää eivät eronneet toisistaan alkuäänityksestä eivätkä

(6)

kuormituksen jälkeen tehdystä äänitykses- tä saatujen mittaustulosten suhteen (SPL, AVQ-indeksi ja sen osatekijät, CPPS, HNR, shimmer, LTAS, slope, tilt) (Kuvio 1). Väsy-

TAULUKKO 1. Tutkittavien arviot äänen kuormitustestin vaikutuksista äänen väsymiseen 10 cm vas-janalla mitattuna (0 = ei lainkaan ja 10 = erittäin paljon).

Äänen

väsymistuntemukset

Vesivastusryhmä (n = 10)

Nasaaliryhmä (n = 10)

Leporyhmä (n = 10)

Keskiarvo 6,53 6,53 6,8

Keskihajonta 2,54 1,67 1,00

Vaihteluväli 8,9-1,6 7,7-1,9 8,1-5

mystuntemukset kuormituksen jälkeen eivät myöskään erottaneet ryhmiä toisistaan (One- Way ANOVA, p > 0,05).

Tutkittavat arvioivat äänensä väsymistä kuormituskokeen jälkeen asteikolla 0–10 (0 = ei lainkaan ja 10 = erittäin paljon). Tuloksen mukaan he kokivat äänensä keskimäärin kohtalaisen väsyneeksi (N = 30 KA 6,62; KH 1,78; VV 1,6-8,9). Kuormituksen jälkeinen tilt-muutos (erotus kuormituksen jälkeisten ja alkuarvojen välillä) ja äänen väsymisen tuntemukset kuormituksen jälkeen korreloivat negatiivisesti (Spearmanin rho = -0,371, p

= 0,048). Niillä tutkittavilla, jotka kokivat runsasta äänen väsymistä, spektrin kaltevuus muuttui jyrkemmäksi ja niillä, jotka kokivat vain lievää äänen väsymistä, tyypillisesti loi- vemmaksi. Taulukossa 1 näkyy kuormitusteh- tävän jälkeiset äänen kuormitustuntemukset ryhmittäin. Ryhmät eivät eronneet merkittä-

västi toisistaan kuormitustuntemuksen suhteen. Kuormitustuntemus ei korreloinut tilt- muutoksen lisäksi minkään muun tutkitun parametrin kanssa.

3.2 Palautumisen vaikutukset

Palautumisen jälkeen sekä perturbaatio että SPL olivat merkitsevästi pienempiä kuten nähdään taulukosta 2 (muutos: shimmer % -0,65, shimmer dB -0,05 ja SPL -0,57 dB).

HNR ja tilt kasvoivat (muutos: HNR 1,20 dB, tilt 0,19 dB), mutta slope pieneni (muutos: -0,72 dB) (liite 1, taulukko 2 ja kuvio 1).

AVQI:n ja CCPS:n arvot eivät muuttuneet äänitysten II ja III välillä.

TAULUKKO 2. Toistomittausten varianssianalyysin tulokset palautumisen jälkeisille merkitseville muutoksille (äänitysajankohdan päävaikutus). Verrattavana kuormituksen jälkeinen (äänitys II) ja palautumisjakson jälkeinen (äänitys III) äänitysajankohta (vesivastusryhmä n = 10, nasaaliharjoitusryhmä n = 10 ja leporyhmä n = 9).

AVQI:n parametri F(1, 25) p-arvo

HNR 8,452 0,007

Shimmer % 15,616 0,001

Shimmer dB 17,012 0,000

Slope 4,632 0,041

Tilt 7,917 0,009

SPL 7,343 0,012

(7)

Palautumistavalla (vesivastusharjoite n = 10, nasaaliharjoite n = 10 ja lepo n = 9) ja ääni- tyskerralla (äänitys II ja III) ei ollut yhdysvaikutusta eli harjoitteet ja lepo eivät eronneet

toisistaan sen suhteen, millaisia muutoksia AVQI:ssa, sen parametreissa tai SPL:ssä ta- pahtui palautumisvaiheen myötä.

KUVIO 1. Kuviot 1a-h havainnollistavat AVQ-indeksin ja sen parametrien sekä SPL:n muutoksia (n = 9, nasaaliryhmä n = 10 ja leporyhmä n = 9).

(8)

Kuviosta 1 on kuitenkin nähtävissä, että esimerkiksi SPL ja AVQI muuttuivat pa- lautumismenetelmien välillä jokseenkin eri lailla, vaikkakaan tämä eroavaisuus ei ollut tilastollisesti merkitsevä. Nasaaliryhmässä AVQI kasvoi, kun taas vesivastusryhmässä ja leporyhmässä se laski. SPL laski sekä nasaali- että leporyhmässä, mutta kasvoi vesivastus- ryhmässä.

3.3 Loppulevon vaikutukset

Äänitysten II ja IV (kuormituksen jälkeinen ja loppulevon jälkeinen tilanne) välillä havaittiin positiivinen muutos HNR- (KA = 0,75) ja tilt-luvuissa (KA = 0,29) sekä negatiivinen muutos shimmer(dB)-luvuissa (KA = -0,05)

ja shimmer(%)-luvuissa (KA = -0,56) (taulukko 3 ja liite 1). Näiden lisäksi palautumis- harjoitteella ja äänityskerralla (äänitys II ja IV) oli merkitsevä yhdysvaikutus SPL:ään (F(2, 25), p = 0,038). Äänitysten II ja IV vä- lisiä eroja tutkittiin vielä erikseen jokaisessa ryhmässä sekä ryhmien välisiä eroja erikseen äänityksissä II ja IV. Vertailut osoittivat, että SPL muuttui eri tavoin palautumisryhmissä.

SPL pieneni merkitsevästi leporyhmällä (p

= 0,013), jolla keskiarvojen erotus (KE) oli -1,20 dB ja keskivirhe (KV) 0,39 dB, sekä na- saaliryhmällä (p = 0,003), jolla KE oli -1,00 dB ja KV 0,236 dB. Vesivastusryhmällä havaittu pieni SPL:n nousu (0,2 dB) ei ollut merkitsevä.

TAULUKKO 3. Toistomittausten varianssianalyysin tulokset levon jälkeisille merkitseville muutoksille (äänitysajankohdan päävaikutus). Verrattavana kuormituksen jälkeinen (äänitys II) ja loppulevon jälkeinen ajankohta (äänitys IV) (vesivastusryhmä n = 9, nasaaliharjoitusryhmä n

= 10 ja leporyhmä n = 9).

AVQI:n parametri F(1, 25) p-arvo

HNR 4,548 0,043

Shimmer % 7,731 0,010

Shimmer dB 8,943 0,006

Tilt 17,895 0,000

Kuviosta 1 näkyy, että keskimäärin HNR kasvoi nasaaliryhmällä ja pieneni kahdella muulla ryhmällä. Erot ryhmien välillä eivät kuitenkaan olleet tilastollisesti merkitseviä.

4 POHDINTA

Tutkimuksessa pyrittiin selvittämään, miten AVQI reagoi äänen kuormittumiseen ja siitä palautumiseen. Äänen kuormituskokeeseen osallistui 30 tutkittavaa (15 min.) ja sen pe- rään palautumisvaiheeseen, jossa tutkittavat tekivät 10 minuuttia aktiivista palautumis-

harjoitetta (nasaaliharjoite tai vesivastusterapia) tai istuivat 10 minuuttia hiljaa (lepo).

Palautumisvaiheen jälkeen kaikki tutkittavat osallistuivat vielä passiiviseen lepovaiheeseen, jonka aikana he istuivat hiljaa 10 minuuttia.

Jokaisen tutkimusvaiheen jälkeen sekä ennen tutkimuksen aloitusta tutkittavilta äänitettiin luentanäytteet, joista analysoitiin AVQI sekä SPL. Tulokset antavat viitteitä siitä, että kuormittumisen ja palautuneisuuden mittareina toimisivat parhaiten SPL ja AVQI:n parametreista shimmer ja tilt, sillä nämä muuttu- jat reagoivat sekä äänen kuormitukseen että

(9)

palautumiseen. Kuormituskoe nosti SPL:ää ja lisäsi shimmeriä. Palautuminen pienensi SPL:ää, shimmeriä ja slopea sekä kasvatti tiltiä. Kuormituskokeen aikaan saama muutos tiltissä korreloi negatiivisesti tutkittavan kokeman subjektiivisen äänen väsymisen tunteen kanssa. AVQI ja sen osaparametri CPPS eivät reagoineet äänen kuormitukseen tai sitä seuranneeseen palautumiseen.

Perturbaation (shimmer) lisääntyminen kuormituksen vaikutuksesta voi olla merk- ki laryngaalisen resistanssin pienenemisestä (Teixeira, 2013), joka voi puolestaan seurata kurkunpään lihasten väsymisestä. Aiemmissa tutkimuksissa (Yiu & Chen, 2003; Verdoli- ni-Marston, Sandage & Titze, 1994) on todettu, että äänihuulten kosteutta lisäävät ja viskositeettia alentavat toimenpiteet ovat vä- hentäneet perturbaatiota. Kuormitus toimii oletettavasti päinvastaisesti, sillä sen seurauk- sena äänihuulikudos menettää elastisuuttaan ja kimmoisuuttaan (Titze, 2000). Tämän tutkimuksen tulokset poikkesivat Rantalan ja Vilkmanin (1999) tuloksista, joiden mukaan shimmer-arvot pienenivät työviikon ja työpäivän aikana naispuolisilla opettajilla (ks. myös Laukkanen, Ilomäki, Leppänen &

Vilkman, 2008; Leppänen, Laukkanen, Ilo- mäki & Vilkman, 2009). Eroon voi olla yh- tenä syynä se, että tutkimuksissa tarkasteltiin hyvin erityyppisten kuormitusten vaikutusta ääneen. Remacle, Garnier, Gerber, David ja Petillion (2018) arvioivat myös, että kuormituksen vaikutus shimmeriin vaihtelee yksilös- tä ja päivästä riippuen. Rantalan ja Vilkmanin (1999) tutkimuksessa shimmer vähenikin nimenomaan niillä, jotka raportoivat runsaasti ääniongelmia, mutta ei niillä, joilla ääniongel- mia oli vain vähän. Remacle ym. (2018) tutkittavista suurimmalla osalla (56 % tutkituista opettajista) shimmer ei muuttunut merkittä- västi työpäivän aikana vaan ainoastaan perustaajuus kasvoi. Niillä (9 %), joilla HNR kasvoi (siis äänen hälyisyys väheni), shimmer (ja jit-

ter) tyypillisesti pieneni. Tällöin muutokset tulkittiin hyperfunktionaalisuuden lisäänty- miseksi. Niillä (35 %), joilla perustaajuus ja HNR pienenivät, shimmer (ja jitter) lisääntyi.

Tutkijat arvioivat, että tällöin vaikutukset joh- tuivat äänihuulikudokseen muodostuneesta akuutista tulehduksesta ja turvotuksesta sekä mahdollisesti lihasten väsymisestä.

AVQIN:n parametreista tilt oli ainoa, jolla havaittiin olevan yhteyttä tutkittavan kokeman äänen väsymisen tunteen kanssa.

Energian suhteellinen määrä spektrin kor- keilla taajuuksilla väheni kuormitustehtävän aikana erityisesti niillä, jotka kokivat äänensä kuormituksen jälkeen huomattavan väsy- neeksi. Niillä, jotka kokivat vain lievää äänen väsymistä, spektrin kaltevuus tyypillisesti loiveni. Rantala ja Vilkman (1999) havaitsivat jokseenkin samansuuntaisen yhteyden naispuolisilla opettajilla työpäivän aikana tapahtuvan spektrin kaltevuuden muuttumisen ja tutkittavien kokemien ääniongelmien määrän välillä. Heidän tulostensa mukaan niillä, jotka eivät kokeneet merkittäviä ääniongelmia, spektrin kaltevuus loiveni, kun taas niillä, jotka kokivat runsaasti ääniongelmia, spektrissä ei tapahtunut merkittäviä muutoksia. Koko- aineistolla tarkasteltuna spektri muuttui Ran- talan ja Vilkmanin tutkittavilla keskimäärin vähemmän kaltevaksi, mikä on linjassa myös Laukkasen ym. (2008) sekä Leppäsen ym.

(2009) tulosten kanssa. Tämän tutkimuksen aineistossa spektrin kaltevuuden ei havaittu muuttuvan merkittävästi koko aineiston tasolla, minkä selittäisi se, että subjektiivinen äänen väsymisen määrä vaihteli tutkittavien välillä. Osa tutkittavista koki huomattavaa ja osa vain lievää äänen väsymistä.

Tässä tutkimuksessa havaittu kuormitusta seurannut SPL:n nousu on linjassa Laukkasen ym. (2008) ja Leppäsen ym. (2009) tulosten kanssa. Päinvastoin, kuin näiden tutkimusten ja tämänkertaisen tutkimuksen tulokset osoittivat, kuormituksen voisi ajatella perustellusti

(10)

joissain tapauksissa madaltavan SPL:ää. Ää- nen kuormittuessa äänihuulikudos menettää elastisuuttaan ja kimmoisuuttaan (Titze, 2000), ja hengityslihakset väsyvät. Tutkitta- van on hankala väsyneillä hengityslihaksillaan ylläpitää kontrolloidusti sellaista subglottaalista painetta, jota hän käyttää normaalisti puheessaan. Samanaikaisesti äänihuulivä- rähtelyn käynnistäminen vaatii aiempaa suurempaa subglottaalista painetta, koska äänihuulikudoksen värähtelyä edesauttavat ominaisuudet ovat heikentyneet kuormituksen vaikutuksesta. Aiemmissa tutkimuksissa (Laukkanen ym., 2008; Leppänen ym., 2009) SPL:n nousua on perusteltu sillä, että lihasto- nus olisi lisääntynyt tutkittavilla ääntöelimis- tön sopeutuessa kuormitukseen. SPL:n nousua tässä tutkimuksessa voisi selittää myös se, että kuormituksena käytetty voimakas luenta sekä siihen liittynyt runsas subglottaalisen paineen käyttö saattoivat jäädä tutkittavilla päälle, mikä vaikuttaisi todennäköisesti heti luennan perään tehtyihin tutkimusäänityk- siin. Silloin, kun kuormitustehtävä ei ylitä tutkittavan yksilöllistä äänen kuormittumisen kynnystä, se voi luultavasti toimia myös tiettyyn pisteeseen asti äänen lämmittelynä ja sitä kautta lisätä SPL:ää (Vintturi, 2001).

Tässä tutkimuksessa kuormituskokeen yhte- ydessä havaittua SPL:n nousua ei voida yksi- selitteisesti liittää äänen väsymiseen vaan, se voi olla kytköksissä joihinkin muihin edellä mainittuihin tekijöihin. Äänen kuormittumista tutkittaessa voikin olla tarpeen arvioida erityisesti sitä, tulisiko tutkimusäänitys tehdä välittömästi ääntä kuormittavan toiminnan perään vai vasta pienellä viiveellä, kun äänen lämpenemisen ja muiden SPL:ää lisänneiden äänen kuormittumiseen liittymättömien te- kijöiden vaikutukset ovat vähentyneet riittä- västi.

HNR, slope, tilt, shimmer ja SPL näyttivät reagoivan palautumiseen (aktiivinen palautuminen ja lepo) tutkituista muuttujista selvim-

min. Koska tilt, shimmer ja SPL muuttuivat sekä kuormituksen että palautumisen vaikutuksesta, ne kuvastavat arviolta parhaiten äänen kuormittuneisuutta ja palautuneisuut- ta. HNR:n kasvu ja shimmerin aleneminen viittaavat äänen hälypitoisuuden ja epävakai- suuden vähenemiseen ja siinä mielessä positii- viseen muutokseen äänenlaadussa.

SPL oli ainoa parametri, joka muuttui loppulevon aikana eri palautumisryhmissä merkitsevästi eri tavoin. Vesivastusryhmällä SPL ei poikennut merkittävästi kuormituksen jälkeisten mittausten ja palautumisen tai loppulevon jälkeisten mittausten välillä, kun taas kahdella muulla ryhmällä SPL:ssä havaittiin palautumisvaiheiden aikana merkit- tävää laskua. Näihin ryhmien välisiin eroihin voi olla useita syitä. Vesivastusharjoittelun jälkeen osallistujat saattoivat jatkaa esimerkiksi tavallista suuremman subglottaalisen paineen käyttöä, sillä veteen sijoitettu putki vesivastusharjoittelussa vastustaa ilmavirtaa enemmän kuin ääntöväylä ja äänirako nasaa- likonsonantti- tai vokaaliäännössä. Vesivas- tusharjoite saattoi myös madaltaa äännön kynnyspainetta, kuten semiokluusioiden on havaittu aiemmissa tutkimuksissa tekevän (Laukkanen, Titze, Hoffman & Finnegan, 2008; Titze, 2008). Äännön kynnyspaine ilmaisee, kuinka paljon subglottaalista painetta äänihuulivärähtelyn käynnistämiseksi tarvitaan, mikä ilmentää yleisellä tasolla var- sin hyvin sitä, kuinka tehokkaasti energiaa siirtyy ilmavirrasta äänihuulivärähtelyyn.

Vesivastusharjoitteen mahdolliset edut palauttavana harjoitteena voivat liittyä myös veden kuplimisen aiheuttamaan hierovaan vaikutukseen (Granqvist ym., 2015), jonka voidaan ajatella lisäävän verenkiertoa kudok- sissa. Äänen väsymiseen liittyviä oireita on selitetty nimenomaan äänentuottoon osallis- tuvien lihasten ja pehmytkudosten huonon- tuneella verenkierrolla ja sitä seuraavalla lihasten toimintakyvyn heikkenemisellä. SPL:n

(11)

aleneminen aktiivisen palautumisenvaiheen ja levon aikana lepo- ja nasaaliryhmällä voi johtua puolestaan äänentuottoelimistön lihasten rentoutumisesta tai väsymisestä sekä kuormituksen aiheuttamista muutoksista ku- dosten verenkierrossa. Aineenvaihdunnalliset muutokset lihaksissa ja pehmytkudoksissa säi- lyvät arviolta vielä jonkin aikaa kuormituksen päättymisen jälkeenkin ja saattavat aihe- uttavat siksi muutoksia äänentuotossa myös viiveellä. Näin ollen heti kuormitustehtävän perään nousseen SPL:n voisi olettaa käyttäy- tyvän niin, että se palautuu ensin hiljalleen lähelle lähtötasoaan ja sen jälkeen vielä tätä matalammaksi, kuten tässä tutkimuksessa lepo- ja nasaaliryhmällä havaittiin. Näillä ryhmillä SPL laski ensin aktiivisen palautumisvaiheen aikana lähelle alkuäänityksen lu- kemaa ja levon aikana vielä tämän alapuolelle.

Kuormitustehtävän perään kaikilla ryhmillä kohonnut SPL selittyisi edelleen hetkellisesti päälle jääneellä hengityslihasaktiivisuudella ja tutkittavan tottumisella voimistettuun ää- nentuottoon.

Aineisto oli pieni, minkä takia ei voida sulkea pois, etteikö SPL:n lisäksi jonkin muun tutkitun parametrin muuttuminen palautumisen tai levon aikana olisi ollut pa- lautumismenetelmästä riippuvaista. AVQI sekä shimmer dB kasvoivat ja HNR pieneni joko aktiivisen palautumisen tai levon aikana nasaali- ja leporyhmissä, mutta eivät vesivas- tusterapiaryhmässä. Muutokset nasaali- ja leporyhmissä voisivat liittyä lihasaktiviteetin vähenemiseen rentoutumisen tai väsymisen johdosta. Suuremmalla aineistolla ryhmien väliset erot näiden parametrien palautumis- muutoksissa saattaisivat saada tilastollisen merkitsevyyden.

AVQI sellaisenaan, osaparametriensa yh- distelmänä, ei välttämättä tarjoa merkittävää tietoa äänen kuormittuneisuudesta tai palau- tuneisuudesta terveäänisillä puhujilla. Tässä tutkimuksessa se ei tuottanut merkitsevää

eroa kuormitusvaiheen ja alkutilanteen eikä kuormitusvaiheen ja palautumisvaiheiden välille. Tämä havainto on linjassa aiempien tutkimusten kanssa, joiden mukaan AVQI ei yksinään riitä terveäänisten tutkittavien erottamiseen lievästi dysfonisista (Batthyany ym., 2019; Faham ym., 2019). AVQI-indeksi pieneni joillain tutkittavilla kuormitusta edeltävää ja sen jälkeistä äänitystä verrattaes- sa. Tämän voisi nähdä vahvistavan edelleen sitä olettamusta, että AVQI ei välttämättä kuvaa terveäänisillä äänen laatua yhtä yksise- litteisesti kuin dysfonisilla henkilöillä, joilla madaltunut AVQI-luku kuvastaa parempaa äänenlaatua. Tuloksista ei ollut nähtävissä, että AVQI pienenisi erityisesti niillä, jotka kokivat vähiten äänen väsymistä, vaan sen muuttuminen näytti olevan jokseenkin riip- pumatonta tutkittavien raportoimista väsy- mistuntemuksista. Yksi syy kuormituksessa havaittuun AVQI:n pienenemiseen voi liittyä Brockmann-Bauserin ym. (2018) havaintoon siitä, että äänen voimakkuuden ja adduktion lisääntyminen vähentävät äänen perturbaatiota ja hälyn määrää.

AVQI:n parametreista slope ja tilt mo- lemmat kuvastavat spektrin kaltevuutta.

Tutkimuksessa näiden havaittiin muuttuvan erisuuntaisesti kuormituksen ja palautumisvaiheiden vaikutuksesta, mikä on jokseenkin yllättävää. Poikkeavuus on kuitenkin selitet- tävissä slopen ja tiltin laskentatapojen eroilla.

Slope lasketaan spektriin piirretyn regressio- suoran perusteella. Tilt puolestaan kertoo suoraan spektrin energiamäärän eron 0–1000 Hz ja 1000–10000 Hz kaistojen välillä. Jos äänenlaadulliset muutokset näkyvät keskiar- vospektrissä esimerkiksi tietylle kapealle taa- juusalueelle muodostuneena energiakorostu- ma, saattaa slope ja tilt reagoida muutokseen eri lailla. Tiltin kasvu saattaa merkitä esimerkiksi korkeataajuuksisen (5–10 kHz alueelle sijoittuvan) hälyn lisääntymistä äänessä (ks.

Laukkanen ym., 2020).

(12)

Loppuhaastattelussa tutkittavilta kysyttiin heidän tuntemuksiaan palauttavasta harjoi- tuksesta. Nasaaliryhmäläiset raportoivat, että harjoitus oli heidän mielestään vaikea. Tämä saattaa johtua siitä, että nasaaliharjoituksessa ääntöväylän ilmavirralle antama vastus on pienempi kuin putkeen ääntämisessä, ja nasaaliharjoitus vaatii siten tekijältä harjaantu- neisuutta onnistuakseen ja tuottaakseen toi- vottuja tuloksia (Gaskill & Erickson, 2010;

Laukkanen ym., 2007; Titze, 2006). Vesi- vastusterapian yhtenä etuna nasaaliharjoit- teeseen verrattuna saattaa olla juuri se, että mekaaninen putki ja veden tuoma vastus tarjoavat harjoittelijalle vähemmän vapaus- asteita ja ikään kuin ohjaavat äänentuottoa haluttuun suuntaan. Palauttavan harjoitteen tulee Hoorenin ja Peaken (2018) mukaan olla valittu niin, että se kohdistuu samoihin lihasryhmiin, joita varsinainen suoritus on ra- sittanut. Semiokluusioharjoitukset aktivoivat erityisesti äänirakoa sulkevia lihaksia ja hen- gityslihaksia, joten ne voisivat toimia palaut- tavina harjoitteina erityisen hyvin silloin, kun näitä lihasryhmiä on kuormitettu. Hooren ja Peaken esittävät myös, että palauttava harjoitus tulisi valita henkilön omat mieltymykset huomioiden, koska palautumisen tehokkuus saattaa perustua suurelta osin yksilön usko- muksiin harjoituksen toimivuudesta. Suurin osa tutkimushenkilöistä koki aktiivisen palautumisen passiivista palautumista hyödyl- lisempänä, vaikka aktiivisen ja passiivisen palautumisen hyötyeroista ei ole olemassa vielä selkeää tutkimusnäyttöä (Hooren & Peaken, 2018).

Yksi tämän tutkimuksen ilmeinen puute oli pieni otantakoko. Suurempi otanta olisi saattanut tuoda esiin lisää tilastollisesti mer- kitseviä tuloksia kuormituksen ja palautumisen akustisista vaikutuksista sekä palautumisharjoitteiden mahdollisista tehokkuuseroista.

Tutkimuksen haasteena voidaan pitää myös äänen kuormittuneisuuden arviointia. Tut-

kimuksessa käytettiin tutkittavan omaa sub- jektiivista arviota tähän tarkoitukseen. Ob- jektiivisen äänen väsymismittauksen toteut- taminen voi olla kuitenkin hankalaa nykyisin käytössä olevilla menetelmillä. Aiemmissa äänen kuormittumista käsitelleissä tutkimuksissa on tullut esille, etteivät laryngosko- piatulokset, akustiset tulokset ja subjektiiviset kokemukset välttämättä korreloi keskenään (esim. Ilomäki, Kankare, Tyrmi, Kleemola

& Geneid, 2017; Kankare, Geneid, Laukka- nen & Vilkman, 2012). On mahdollista, että kehitteillä olevat optiset menetelmät, joilla voidaan tutkia äänihuulikudoksen kimmoi- suutta, voisivat tuoda esiin äänen kuormittumisen merkkejä jo ennen kuin äänihuulissa näkyy selkeitä muutoksia, kuten punoitusta ja turvotusta (Hertegård & Larsson, 2014).

Tällainen menetelmä parantaisi akustisten analyysitulosten tulkintaa, koska nykyään tiedetään, että esimerkiksi äänen perturbaatio- ja hälymäärä muuttuvat myös äänen voimakkuuden myötä (Brockmann-Bauser, Bohlender & Mehta, 2018). Tämänhetkisis- tä äänen kuormittuneisuuden arviointime- netelmistä subjektiivisen arvion etu on siinä, että se on nopeasti kerättävissä monivaiheisen pitkäkestoisen tutkimustilanteen aikana. Se voi myös antaa tietoa äänen väsymisestä ja kä- heytymisestä ennen, kuin muut menetelmät kykenevät siihen (Vintturi, Laukkanen, Siik- ki, Lukkarila & Vilkman, 2001). Tutkittavan oma subjektiivinen arvio ei myöskään rajoitu ainoastaan äänihuulikudoksessa tapahtuvan muutoksen havainnointiin, vaan se ottaa todennäköisesti laajemmin huomioon myös kurkunpään lihasten väsymisestä ja muusta psyykkisestä sekä kehollisesta kuormittuneisuudesta syntyvät tuntemukset.

Tutkimusta arvioitaessa on myös syytä pohtia, ehtiikö kuormittunut ääntöelimistö todellisuudessa palautua 10 minuutin palautumisharjoitteen ja 10 minuutin levon aikana. Kuormituksessa syntyneiden kudosvau-

(13)

rioiden korjaantuminen ja lihasten aineen- vaihdunnan palautuminen ennalleen saattaa joissakin tapauksissa kestää huomattavasti kauemmin. Tutkimustilanteen pidentäminen tai sen jakaminen kahteen osaan olisi kuitenkin ollut hankala toteuttaa. Se olisi myös voinut vaikeuttaa tutkittavien rekrytointia tutkimukseen. Tutkimuksen pääasiallinen tarkoitus ei ollut palautumisprosessin tutki- minen, vaan tarkoitus oli arvioida AVQI:n kykyä reagoida sekä kuormitukseen että palautumiseen. Liikunta- ja urheilulääketieteen tutkimuksia aktiivisen ja passiivisen palautumisen hyödyistä voidaan pitää suuntaa-anta- vina myös kurkunpään lihasten osalta, koska kurkunpään lihaksissa on todettu olevan sekä nopeasti (nopea solu, hyvin nopea solu ja eri- koistunut nopea solu) että hitaasti supistuvia (MyHC-1) lihassoluja, kuten muissakin poik- kijuovaisissa lihaskudoksissa (Hoh, 2005;

Rima, DeFatta, Sataloff, 2012; Smerdu &

Cvetko, 2013). Esimerkiksi vocalis-lihakses- sa on nopeasti supistuvia lihassoluja, ja se on kurkunpään lihaksista nopeimmin supistuva.

Kurkunpään lihakset kuitenkin eroavat muis- ta luurankolihaksista histokemiallisen erikois- tumisensa vuoksi, joka mahdollistaa sen no- peuden ja kestävyyden, mitä monipuolisessa äänenkäytössä tarvitaan (Rima, DeFatta &

Sataloff, 2012).

AVQI sellaisenaan, osaparametriensa yh- distelmänä, ei erotellut merkitsevästi tutkimusvaiheita eikä eri palautumisharjoitteiden vaikutuksia. Näin ollen se ei välttämättä toimi hyvin äänen kuormittumisen ja kuormitusta seuraavan palautumisen mittarina. SPL ja AVQI:n osaparametrit shimmer ja tilt näyttäisivät tulosten perusteella sopivan tä- hän tarkoitukseen parhaiten. AVQI:n ja sen parametrien kykyä havaita muutoksia terve- äänisten puhujien äänessä on hyödyllistä tutkia myös jatkossa. Tutkimus auttaa ymmär- tämään AVQI:n vahvuuksia ja heikkouksia sekä mahdollisesti kehittämään AVQI:a siihen suuntaan, että se tarjoaa enemmän tietoa myös terveistä äänistä. Lisäksi tutkimustieto voi auttaa kehittämään terveäänisille puhu- jille uusia automaattisia äänen analyysimene- telmiä.

(14)

LÄHTEET

Andrade, A., Wood, G., Ratcliffe, P., Epstein, R., Pijpert, A. & Svec, J. G. (2014).

Electroglottographic study of seven semi- occluded exercises: LaxVox, straw, lip-trill, tongue-trill, humming, hand-over-mouth, and tongue-trill combined with hand-over-mouth.

Journal of Voice, 28, 589–595.

Amir, O., Amir, N. & Michaeli, O. (2005).

Evaluating the influence of warm-up on singing voice quality using acoustic measures. Journal of Voice, 19, 252–260.

Brockmann-Bauser, M., Bohlender, J. & Mehta, D. (2018). Acoustic perturbation measures improve with increasing vocal intensity in individuals with and without voice disorders.

Dargin, C.T. & Searl, J. (2015). Semi-occluded vocal tract exercises: Aerodynamic and electroglottographic measurements in singers.

Elliot, N., Sundberg, J. & Gramming, P. (1995).

What happens during vocal warm-up? Journal of Voice, 9, 37–44.

Faham, M., Laukkanen, A-M., Ikävalko, T., Rantala, L., Geneid, A., Holmqvist-Jämsen, S., Ruusuvirta, K. & Pirilä, S. (2019). Acoustic voice quality index as a potential tool for voice screening. Journal of Voice. doi: 10.1016/j.

jvoice.2019.08.017.

Gaskill, C. & Erickson, M. (2010). The effect of an artificially lengthened vocal tract on estimated glottal contact quotient in untrained male voices. Journal of Voice, 24, 57–71.

Guzmán, M., Castro, C., Testart, A., Munoz, D. & Gerhard, J. (2013). Laryngeal and pharyngeal activity during semioccluded vocal tract postures in subjects diagnosed with hyperfunctional dysphonia. Journal of Voice, 27, 709–716.

Guzmán, M., Laukkanen, A.-M., Krupa, P., Horaček, J., Švec, J. G. & Geneid, A. (2013).

Vocal tract and glottal function during and after vocal exercising with resonance tube and straw.

Journal of Voice, 27, 523.e19–523.e34.

Guzmán, M., Castro, C., Madrid, S., Olavarria, C., Leiva, M., Muñoz, D., Jaramillo, E. &

Laukkanen, A-M. (2016). Air pressure and contact quotient measures during different semioccluded postures in subjects with different voice conditions. Journal of Voice, 30, 759.e1–

759.e10.

Granqvist, S., Simberg, S., Hertegård, S., Holmqvist, S., Larsson, H., Lindestad P-Å., Södersten, M, & Hammarberg B. (2015) Resonance tube phonation in water: High- speed imaging, electroglottographic and oral pressure observations of vocal fold vibrations - a pilot study. Logopedics Phoniatrics Vocology, 40, 113–121.

Hertegård, S. & Larsson, H. (2014). A portable high-speed camera system for vocal fold examinations. Journal of Voice, 28, 681–687.

Hooren, Van, B. & Peake, J.M. (2018). Do we need a cool-down after exercise? A narrative review of the psychophysiological effects and the effects on performance, injuries and the long-term adaptive response. Sport Medicine, 48, 1575–1595.

Hoh, J. F. Y. (2005). Laryngeal muscle fiber types.

Acta Physiologica Scandinavica, 183, 133–149.

Ilomäki, I., Kankare, E., Tyrmi, J., Kleemola, L.

& Geneid, A. (2017). Vocal fatique symptoms and laryngeal status in relation to vocal activity limitation and participation restriction. Journal of Voice, 31, 248. e7–248. e10.

Kankare, E., Geneid, A. Laukkanen, A-M. &

Vilkman, E. (2012). Subjective evaluation of voice and working conditions and phoniatric examination in kindergarten teachers. Folia Phoniatrica et Logopaedica, 64, 12–19.

Kankare, E., Barsties, B., Latoszek, V., Maryn, Y., Asikainen, M., Rorarius, E., Vilpas, S., Ilomäki, I., Tyrmi, J., Rantala, L. & Laukkanen, A-M. (2019). The acoustic voice quality index version 02.02 in the Finnish-speaking population. Logopedics Phoniatrics Vocology.

doi: 10.1080/14015439.2018.1556332.

Kapsner-Smith, MR., Hunter, EJ., Kirkham, K., Cox, K. & Titze, I.R. A randomized controlled trial of two semi-occluded vocal tract voice therapy protocols. (2015). Journal of Speech, Language, Hearing Research, 58, 535–549.

(15)

Laukkanen, A-M. (1995). On speaking voice exercises. Väitöskirja. Tampereen yliopisto. Acta Universitatis Tamperensis A445.

Laukkanen, A-M., Järvinen, K., Artkoski, M., Waaramaa-Mäki-Kulmala, T., Kankare, E., Sippola, S., Syrjä, T. & Salo, A. (2004).Changes in voice and subjective sensations during a 45- min vocal loading test in female subjects with vocal training. Folia Phoniatrica et Logopedica, 56, 335–46.

Laukkanen, A-M. & Kankare E. (2006). Vocal loading-related changes in male teachers’ voice investigated before and after a working day.

Folia Phoniatrica et Logopaedica, 58, 229–239.

Laukkanen, A-M., Pulakka, H., Vilkman, E., Hertegård, S., Lindestad, P-Å., Larsson, H. &

Granqvist, S. (2007). High-speed registration of phonation-related glottal area variation during artificial lengthening of the vocal tract.

Logopedics Phoniatrics Vocology, 32, 157–164.

Laukkanen, A-M., Ilomäki, I., Leppänen, K. &

Vilkman, E. (2008). Acoustic measures and self-reports of vocal fatigue by female teachers.

Laukkanen, A-M., Titze, I.R., Hoffman, H.

& Finnegan, E.M. (2008). Effects of a semi- occluded vocal tract on laryngeal muscle activity and glottal adduction in a single female subject.

Folia Phoniatrica et Logopedica, 60, 29 –311.

Laukkanen, A-M., Horaček, J., Krupa, P. & Švec, JG. (2012). The effect of phonation into a straw on the vocal tract adjustments and formant frequencies. A preliminary MRI study on a single subject completed with acoustic results.

Journal of Biomedical Signal Processing and Control, 7, 50–57.

Laukkanen, A-M., Horaček, J. & Havlík, R.

(2012). Case-study magnetic resonance imaging and acoustic investigation of the effects of vocal warm-up on two voice professionals. Logopedics Phoniatrics Vocology, 37, 75–82.

Laukkanen, A-M. (2015). Katsaus putkiin ja pilleihin ääntämisen vaikutusperusteisiin äänen harjoittamisessa ja terapiassa. Puhe ja kieli, 35, 105–114.

Leppänen, K., Laukkanen, A-M., Ilomäki, I. &

Vilkman, E. (2009). A Comparison of the effects of Voice Massage™ and voice hygiene lecture on self-reported vocal well-being and acoustic and perceptual speech parameters in female teachers.

Folia Phoniatrica et Logopaedica, 61, 227–238.

Lierde Van, KM., D’haeseleer, E., Baudonck, N., Claeys,S., De Bodt M. & Behlau, M. (2011).

The impact of vocal warm-up exercises on the objective vocal quality in female students training to be speech language pathologists.

Journal of Voice, 25, 115 – 21.

Maryn, Y., De Bodt, M. & Roy N. (2010). The acoustic voice quality index: Toward improved treatment outcomes assessment in voice disorders. Journal of Communication Disorders, 43, 161–174.

Maryn, Y., Corthals, P., Van Cauwenberge, P., Roy, N. & Bodt, M. (2010). Toward improved ecological validity in the acoustic measurement of overall voice quality: Combining continuous speech and sustained vowels. Journal of Voice, 24, 540–555.

Maryn, Y. & Weenink, D. (2015). Objective dysphonia measures in the program Praat:

Smoothed cepstral peak prominence and Acoustic Voice Quality Index. Journal of Voice, 29, 35–43.

Milbrath, R. L. & Solomon N.P. (2003). Do vocal warm-up exercises alleviate vocal fatique?

Journal of Speech, language, and Hearing Research, 46, 422– 436. doi:10.1044/1092- 4388(2003/035).

Maxfield, L. Titze, I., Hunter, E. & Kapsner-Smith, M. R. (2015). Intraoral pressures produced by thirteen semi-occluded vocal tract gestures.

Motel, T., Fisher, K.V. & Leydon, C. (2003).

Vocal warm-up increases phonation threshold pressure in soprano singers at high pitch.

Niebudek-Boguesz, E., Fiszer, M., Kotylo, P. &

Sliwinska-Kowalska, M. (2006). Diagnostic value of voice acoustic analysis in assessment of occupational voice pathologies in teachers.

Paes, SM., Zambon, F., Yamasaki, R., Simberg, S.

& Behlau, M. (2013). Immediate effects of the Finnish resonance tube method on behavioral dysphonia. Journal of Voice, 27, 717–722.

Priss, I., Hosemann, W., Barsties v. Latoszek, B.

& Lehnert, B. (2018). Correlation between dysphonia and voice self-concept. Laryngo- Rhino-Otologie, 97, 304–305.

(16)

Ragan, K. (2016). The impact of vocal cool-down exercises: a subjective study of singers’ and listeners’ perceptions. Journal of Voice, 30, 764.

e1-764.e9.

Rantala, L. & Vilkman, E. (1999). Relationship between subjective voice complaints and acoustic parameters in teachers’ voices. Journal of Voice, 13, 484–495.

Rantala, L., Vilkman, E. & Bloigu, R. (2002).

Voice changes during working: Subjective complaints and objective measurements for female primary and secondary schoolteachers.

Remacle, A. Garnier, M. Gerber, S., David, C.

& Petillion, C. (2018). Vocal change patterns during a teaching day: inter- and intra-subject variability. Journal of Voice, 32, 57–63.

Rima, A., DeFatta, R.A. & Sataloff, R.T. (2012).

The value of vocal warm-up and cool-down exercises: Questions and controversies. Journal of Singing, 1, 173–175.

Simberg, S., Sala, E., Tuomainen, J., Sellman, J.

& Rinnemaa, A-M. (2006). The effectiveness of group therapy for students with mild voice disorders: A controlled clinical trial. Journal of Voice, 20, 97–109.

Smerdu, V. & Cvetko, E. (2013). Myosin heavy chain-2b transcripts and isoform are expressed in human laryngeal muscles. Cells, Tissues, Organs, 198, 75–86.

Södersten, M., Granqvist, S., Hammerberg, B.

& Szabo, A. (2002). Vocal behavior and vocal loading factors for preschool teachers at work studied with binaural DAT recordings. Journal of Voice, 16, 356–371.

Titze, I.R. (2000). Principles of Voice Production (2. painos). Iowa: National Center for Voice and Speech.

Titze, I.R. (2001). The five best vocal warm-up exercises. Journal of Singing, 57, 51–52.

Titze, I.R. (2006). Voice training and therapy with a semi-occluded vocal tract: Rationale and scientific underpinnings. Journal of Speech, Language and Hearing Research, 49, 448–459.

Titze, I.R. (2008). Nonlinear source-filter coupling in phonation: Theory. Journal of the Acoustical Society of America, 123, 2733–2749.

Titze, I.R., Riede, T. & Popolo, P. (2008).

Nonlinear source-filter coupling in phonation:

Vocal exercises. Journal of the Acoustical Society of America, 123, 1902–1915.

Tyrmi, J. Horácek, J. Krupa, P. Havlík, R.

& Laukkanen, A-M. (2015). Alanielun ja kurkunpään ääntöväylän pinta-alojen suhde ääniharjoituksissa ja vokaaleissa.

Tapaustutkimus magneettiresonanssikuvauksen avulla. Puhe ja kieli, 35, 115–125.

Verdolini-Marston, K., Sandage, M., Titze, I.

R. (1994). Effect of hydration treatments on laryngeal nodules and polyps and related voice measures. Journal of Voice, 8, 30–47.

Vintturi, J. (2001) Studies on voice production.

Väitöskirja. Helsingin yliopisto. Ordo Medicorum Universitatis Helsingiensis.

Vintturi, J., Alku, P., Lauri, E-R., Sala, E., Sihvo, M. & Vilkman, E. (2001). Objective analysis of vocal warm-up with special reference to ergonomic factors. Journal of Voice, 15, 36–53.

Vintturi, J., Laukkanen, A-M., Siikki, I., Lukkarila, P. & Vilkman E. (2001). Perceptual changes in speaking voice after 45 minute vocal loading.

Proceedings of the Vth International Conference Advances in Quantitative Laryngology.

Yiu, E. M. & Chan, R. M. (2003). Effect of hydration and vocal rest on the vocal fatigue in amateur karaoke singers. Journal of Voice, 17, 216–27.

(17)

LIITE 1. AVQI:n ja sen osaparametrien ja SPL:n keskiarvot ja hajonnat KA(KH) ennen kuormitusta (I), kuormituksen jälkeen (II), palautumisharjoitteen jälkeen (III) ja loppulevon jälkeen (IV), (vesivastusryhmä n = 10, nasaaliryhmä n = 10 ja leporyhmä n = 10).

AVQI I II III IV

Vesivastusryhmä 1,91(0,79) 1,92(0,47) 1,62(0,61) 1,64(0,52) Nasaaliryhmä 1,88(0,59) 1,76(0,70) 1,9(0,64) 2,07(0,64) Leporyhmä 1,66(0,56) 2,08(0,34) 1,69(0,58) 1,9(0,58) Kaikki tutkittavat 1,82(0,64) 1,91(0,53) 1,74(0,60) 1,88(0,48) CPPS (dB)

Vesivastusryhmä 15,10(1,39) 14,76(1,65) 15,27(1,54) 14,91(1,40) Nasaaliryhmä 15,35(1,24) 15,21(1,23) 16,23(3,44) 14,69(0,67) Leporyhmä 15,17(0,95) 14,82(0,87) 15,01(1,40) 14,92(1,29) Kaikki tutkittavat 15,18(1,16) 14,91(1,27) 15,50(2,31) 14,84(1,12) HNR (dB)

Vesivastusryhmä 21,61(3,14) 21,54(2,57) 23,04(2,06) 23,36(2,08) Nasaaliryhmä 21,36(1,24) 21,55(1,85) 22,11(1,95) 21,06(1,69) Leporyhmä 22,76(1,60) 20,83(3,39) 22,48(1,76) 22,50(2,17) Kaikki tutkittavat 21,91(2,17) 21,32(2,58) 22,54(1,90) 22,27(2,14) Shimmer (%)

Vesivastusryhmä 4,11(1,79) 4,20(1,20) 3,52(0,93) 3,68(1,36) Nasaaliryhmä 3,80(0,57) 4,58(0,67) 4,19(0,81) 4,28(0,61) Leporyhmä 3,15(0,57) 4,30(1,28) 3,32(0,70) 3,33(0,88) Kaikki tutkittavat 3,69(1,15) 4,36(1,05) 3,67(0,88) 3,77(1,03) Shimmer (dB) -21

Vesivastusryhmä 0,44(0,15) 0,43(0,10) 0,37(0,13) 0,38(0,11) Nasaaliryhmä 0,40(0,05) 0,45(0,07) 0,44(0,08) 0,42(0,07) Leporyhmä 0,36(0,04) 0,46(0,10) 0,36(0,05) 0,38(0,08) Kaikki tutkittavat 0,40(0,10) 0,44(0,09) 0,39(0,08) 0,39(0,08) Slope (dB)

Vesivastusryhmä -20,39(3,62) -20,48(4,31) -21,93(3,46) -21,78(2,93) Nasaaliryhmä -21,19(2,26) -20,93(2,94) -2158(3,38) -21,441(2,78) Leporyhmä -20,20(3,07) -19,52(3,47) -20,37(4,64) -20,86(4,42) Kaikki tutkittavat -20(2,96) -20,34(3,54) -21,30(3,80) -21,33(3,37) Tilt (dB)

Vesivastusryhmä -12,71(0,56) -12,71(0,60) -12,66(0,62) -12,59(0,62) Nasaaliryhmä -12,71(0,70) -12,80(0,74) -12,42(0,72) -12,45(0,72) Leporyhmä -12,90(0,43) -13,09(0,50) -12,84(0,42) -12,69(0,51) Kaikki tutkittavat -12,77(0,56) -12,86(0,63) -12,64(0,61) -12,58(0,61) SPL luenta (dB)

Vesivastusryhmä 66,39(2,76) 66,79(2,51) 66,73(2,51) 66,99(2,59) Nasaaliryhmä 65,00(3,98) 65,66(3,76) 64,84(3,39) 64,64(3,99) Leporyhmä 66,30(2,83) 67,67(2,35) 66,06(2,95) 66,04(2,97) Kaikki tutkittavat 65,86(3,15) 66,64(2,93) 65,87(2,95) 65,82(3,24)

(18)

ACOUSTIC VOICE QUALITY INDEX TO MEASURE STRAINING AND RECOVERY.

Semiocclusions and voice rest as recovery exercises

Jaana Tyrmi, Speech and Voice Research Laboratory, Tampere University, Faculty of Social Studies/Health Sciences

Tero Ikävalko, Speech and Voice Research Laboratory, Tampere University, Faculty of Social Studies/Health Sciences

This study examined how AVQI responds to vocal loading and following recovery. The effects of recovery were also compared between two active recovery exercise groups (water resistance therapy and nasal exercise) and one control group (silent rest). Each of the 30 participants first read a random passage of text loudly (15 min.) as a vocal loading task. Thereafter the participants were divided into three groups according to the three recovery methods. The final phase of the study consisted of 10 minutes of passive rest for each group. Recordings were made before and after loading, active recovery, and passive recovery. AVQI and Sound Pressure Level (SPL) were analyzed from the recordings. Vocal straining significantly increased perturbation (shimmer) and SPL. After the straining, the change in spectral Tilt correlated negatively with subjective straining sensations. After recovery, shimmer decreased and harmonics-to-noise ratio and Tilt increased. The three recovery groups differed significantly from each other in regard to how SPL changed during the recovery periods (RM-ANOVA, (F(2, 25), p = 0,038). SPL increased in water resistance group and decreased in the other groups. The increase in water resistance group may reflect higher subglottic pressure or lowered phonation threshold. Water bubbling in water resistance therapy may have massage like effects on vocal fold tissue and increase blood flow, thus speeding up recovery.

Keywords: active recovery, AVQI, passive recovery, vocal straining